Interplay of ethaline and water dynamics in a hydrated eutectic solvent: Deuteron and oxygen magnetic resonance studies of aqueous ethaline
本研究利用同位素编辑的氘核和氧磁共振及流变学，探究了水合作用对深共熔溶剂ethaline各组分动力学的影响，发现水合增强了组分动力学但未增加异质性，证实了水包DES体系中溶剂结构的稳定性。
2024-10-15 cond-mat.soft
Transport Mechanism of Acetamide in Deep Eutectic Solvents
在过去的几十年里，深共熔溶剂（DES）已成为离子液体的新型替代品，广泛用于创新材料的合成，金属加工，催化等，然而，它们的使用受到限制，主要是因为粘度大，导电性差。因此，了解这些性质的分子起源对于提高其工业适用性至关重要。在这里，我们提出了报告的乙酰胺在合成与高氯酸锂的DES研究使用中子散射和分子动力学（MD）模拟技术的纳米级扩散机制。虽然，乙酰胺基DES（ADES）具有显着较低的凝固点相比，纯乙酰胺，分子的流动性被发现是在前者极大地限制。分子动力学模拟表明，扩散模型有两个不同的过程，对应于，长程跳跃扩散和局部扩散在一个有限的体积。该模型通过分析乙酰胺和ADES的中子散射数据进行了验证。与熔融乙酰胺相比，乙酰胺在ADES中的长程扩散过程慢三倍。分子动力学模拟结果表明，ADES中的长程扩散主要是由于盐的离子物种与乙酰胺分子之间形成氢键介导的复合物而受到限制。因此，在ADES中观察到的较高粘度的起源可归因于络合作用。复合物的形成也解释了冷却时结晶过程的抑制，从而导致ADES的凝固点降低。
2019-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bayesian determination of the effect of a deep eutectic solvent on the structure of lipid monolayers
在这项工作中，我们提出了第一个例子的磷脂单分子膜的自组装在空气和离子溶剂之间的界面。低共熔溶剂是一类新型的环境友好的非水室温液体，具有可调的性质，具有广泛的潜在应用，并且能够促进表面活性剂分子的自组装。我们使用化学一致的贝叶斯模型的X射线和中子反射测量表明，这些单分子膜广泛的行为，因为他们在水中。该方法允许确定单层结构，以及单个单层组分的分子体积，而不需要引入水特异性约束。此外，使用这种方法，我们能够更好地理解分析模型中参数之间的相关性。这个非水磷脂单层的例子对于这些溶剂的潜在用途以及我们对生物分子在没有水的情况下如何表现的理解具有重要意义。
2020-05-11 cond-mat.soft
Structure, Organization and Heterogeneity of Water-Containing Deep Eutectic Solvents
利用二维红外光谱（以SCN $^-$阴离子的C-N伸缩振动为报告子）和THz光谱研究了不同含水量的深共熔混合物（KSCN/乙酰胺）的光谱和结构动力学.分子动力学模拟正确地描述了两个光谱特征依赖于水含量的非平凡依赖性。对于2D IR光谱，MD模拟将在高水含量下交叉弛豫速率的急剧增加与填充的SCN $^-$阴离子的平行排列相关联。相反，THz吸收随水含量增加的非线性增加主要归因于较大的水团簇的形成。结果表明，结构敏感的光谱和分子动力学模拟的组合提供了分子水平的洞察到出现的异质性，这样的混合物，通过调节它们的组合物。
2022-07-18 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Comprehensive Study of L-Menthol and Octanoic Acid as a Hydrophobic Eutectic Solvent
本研究通过实验与分子动力学模拟结合，综合探究了L-薄荷醇与辛酸形成的疏水性低共熔溶剂在不同组成和温度下的物理化学、结构及动力学性质，揭示了组分间强且持久的氢键主导作用，为绿色溶剂应用提供分子层面见解。
2026-09-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
Confining deep eutectic solvents in nanopores: insight into thermodynamics and chemical activity
我们已经建立了详细的相图的原型低共熔溶剂乙醇（乙二醇/氯化胆碱2：1）作为水合水平的函数，在本体状态和限制在纳米通道的介孔结构的多孔二氧化硅基质MCM-41和SBA-15，与孔半径$R_P$ = 1.8 nm和4.15 nm。对于纯的和适度水合的DES，避免冷冻，并且在所有情况下形成玻璃形成溶液。当水的质量分数高于阈值$W_g'\approx30\%$时，发生结晶并导致形成最大冷冻浓缩的DES溶液。在这种情况下，由于限制和冰点下降效应的结合，在限制状态下获得了极深的熔化凹陷。这些现象进行了定量分析，基于经典的吉布斯-汤姆森和拉乌尔热力学方法的扩展版本。在此框架下，在密闭系统中的水化学活性的预测值被证明是系统地偏离散装同行。这一惊人的观察的起源进行了讨论相对于水的热力学异常的“无人区”和DES解决方案中的特定纳米结构的可能存在时，在纳米通道或在与固体的界面处操作。
2022-01-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dynamics of Choline Chloride based Deep Eutectic Solvents: Neutron Scattering Study
本研究通过准弹性中子散射探究了三种氯化胆碱基深共晶溶剂中胆碱离子的微观扩散，发现氢键供体类型显著影响扩散行为，其中ethaline扩散最快，reline在高温下超过glyceline，为DESs的理性设计提供了分子层面的见解。
2025-10-07 cond-mat.soft
On the Coupling between Ionic Conduction and Dipolar Relaxation in Deep Eutectic Solvents: Influence of Hydration and Glassy Dynamics
我们已经研究了离子电导率和偶极重取向动力学的原型深共晶溶剂（DES），乙醇，水溶液中，通过使用介电谱在宽范围的频率（MHz-Hz）和温度范围从128至283 K。水在DES中的分数系统地变化，以覆盖不同的制度，从纯DES和其水在DES混合物稀释的电解质溶液。根据这些参数，不同的物理状态，包括低粘度液体，过冷粘性液体，非晶态固体和冷冻浓缩溶液进行了检查。的离子电导率和reorientational松弛都表现出玻璃态动力学的特征，可以量化的偏离Arrhenius温度依赖性和非指数衰减的松弛函数。在DES包水方案（< 40重量%）和DES包水方案（> 40重量%）之间发生转变，在DES包水方案中偶极弛豫和离子电导率保持彼此成反比，在DES包水方案中观察到明显的旋转-平移解耦。这表明，对于低水含量，在本研究所涵盖的时间尺度上（~10-6 s至1 s），乙醇水溶液的旋转和传输特性服从经典的流体动力学标度，尽管这些系统可能是空间微观异质性。一个分数缩放中观察到的DES在水中的制度，由于形成一个最大的冷冻浓缩DES水溶液与冷冻水域在低于环境温度下共存。
2021-03-26 cond-mat.soft
Fine-Tuning the Polarizable CL&Pol Force Field for the Deep Eutectic Solvent Ethaline
可极化力场正逐渐成为离子软物质的常用选择，特别是用于离子液体（IL）和深共晶溶剂（DES）的分子动力学（MD）模拟。2019年推出的CL&Pol力场是第一个用于不同类型DES MD模拟的通用、可转移和可极化力场。然而，最初的配方包含一些在乙醇模拟中出现的问题，并且也可能具有更广泛的影响。首先，最初提出的原子直径参数是不平衡的，导致氯化物和乙二醇分子的羟基之间的相互作用弱相互作用。这反过来又导致长时间模拟中的人工相分离。第二，由于强诱导偶极子，在结构因子的部分分量中，在非常低的$q$ -矢量值（\SI{2.4}{\per\nano\meter}）处产生峰和反峰，因此存在氯化物的过极化。从物理学的角度来看，这相当于高估了空间纳米尺度的异质性。为了纠正这些问题，我们调整了氯-羟基径向分布函数对\textit{ab initio}数据，然后扩展使用的Tang-Toennis阻尼函数的氯化物的诱导偶极子。这些调整纠正了这些问题，而不会失去CL\&Pol力场的鲁棒性。结果还与非极化版本，CL&P力场进行了比较。我们希望这些修正将有助于CL&Pol力场在其他类型的DES中的可靠使用。
2021-09-28 cond-mat.soft
Role of Molecular Structure in Defining the Dynamical Landscape of Deep Eutectic Solvents at Nanoscale
本文通过准弹性中子散射和分子动力学模拟，研究了烷基酰胺-高氯酸锂深共熔溶剂中烷基链长度对纳米尺度动力学的影响，揭示了分子结构对输运性质的调控作用。
2025-02-04 cond-mat.other cond-mat.soft physics.chem-ph
Explicit Solvent Theory of Salt-Induced Dielectric Decrement
我们介绍了一个场论电解质模型组成的结构溶剂分子和盐离子耦合的静电和硬核相互作用。在这个明确的溶剂理论，我们的特点是盐驱动的介电衰减超出弱耦合（WC）静电。WC近似的先前的形式主义是放松通过治疗盐电荷通过维里展开。这种维里方法使明确列入的多体盐-溶剂的相互作用，并直接导致实验观察到的线性衰减的电解质介电常数与添加稀盐。从我们的方法中出现的介电常数公式表明，溶剂介电常数的降低是由抑制溶剂的介电响应的极化电荷的盐屏蔽引起的。通过与实验的比较，我们还表明，盐修饰的介电常数公式可以同样地再现电解质介电常数随温度升高的衰减，介电衰减的热衰减，以及其与盐价的增强。我们的理论与这一广泛的实验趋势一致的定性协议指出，静电离子-溶剂相关性作为盐引起的介电衰减背后的主要机制。
2022-02-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation Patterns of Salt Crystalizing in Drying Colloidal Solvents
我们报告了一项研究的结构的胶体凝胶液滴含有溶解的氯化钠。这些成分分离并形成复杂的图案。盐以分形和多重分形树枝状形式结晶，这由形成胶体凝胶的材料决定。这里使用了马铃薯淀粉、明胶和羧甲基纤维素。基质在某些情况下也起作用。显示了不同放大倍数的照片和显微照片。
2012-08-02 cond-mat.soft physics.chem-ph
From Fresh to Salty: How Ions Modulate Solvent-Mediated Interactions between Grafted Silica Nanoparticles in Water
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Tirupati（印度科学教育研究所提鲁帕蒂分校）；Prescience Insilico Pvt. Ltd.（普雷西恩斯因西里科私人有限公司）
本文通过全原子分子动力学模拟，研究了盐对PE和PEG接枝二氧化硅纳米颗粒间溶剂介导有效相互作用的调控，发现盐诱导效应在不同热力学条件下基本不变，且盐促进颗粒间溶剂耗尽，为软材料自组装的可预测调控提供了依据。
2025-11-10 cond-mat.soft
Order of wetting transitions in electrolyte solutions
对于在稀电解质溶液中靠近带电壁的润湿膜，我们给出了它们的有效界面电位的解析表达式。这些表达式的分析呈现的条件下，相应的润湿过渡可以是一阶或二阶。在平均场论中，我们考虑两种模型，一种是短程的，另一种是长程的溶剂-溶剂和溶剂-壁相互作用。分析结果以透明的方式揭示了电解质溶液中的润湿转变，该转变发生在远离其临界点（即，体相关长度小于德拜长度的一半）总是一级的。相反，润湿转变接近溶剂的本体临界点（即，体相关长度大于德拜长度）表现出与纯的相同的润湿行为，即，无盐、溶剂。如果无盐溶剂由长程溶剂-溶剂以及长程溶剂-壁相互作用控制并且表现出临界润湿性，则添加盐可导致发生离子诱导的第一级薄-厚转变，其先于无盐溶剂的后续连续润湿。
2014-02-26 cond-mat.soft
Modeling the Influence of Solvation on the Electrochemical Double Layer of Salt / Solvent Mixtures
本文将溶剂化相互作用引入电解质连续介质模型，研究盐/溶剂混合物中电化学双电层结构，发现盐浓度和离子-溶剂结合强度显著影响电极表面溶剂浓度及溶剂分解速率，从而实现对不同电解质双电层结构的定性预测。
2024-08-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Solubility of organic salts in solvent-antisolvent mixtures: A combined experimental and molecular dynamics simulations approach
我们将分子动力学模拟与实验相结合来估计有机盐在复杂生长环境中的溶解度。我们预测的溶解度通过模拟的生长和溶解的离子在晶体表面的扭结网站在不同的溶液浓度。因此，溶解度被确定为溶液的盐浓度，其中溶解在溶液中的离子对的能量等于在扭结位点处结晶的离子对的能量。模拟方法的情况下，无水乙酸钠结晶从各种溶剂-抗溶剂混合物。为了验证预测的溶解度，我们使用实验装置和测量方案在内部测量了乙酸钠的溶解度，该实验装置和测量方案保证了无水分条件，这对于像乙酸钠这样的吸湿性化合物是关键的。我们观察到乙酸钠在不同溶剂-反溶剂混合物中的溶解度实验和计算评估之间的良好协议。鉴于模拟产生的协议和丰富的数据，我们可以使用它们来补充实验任务，这反过来又会减少设计复杂的有机盐工业结晶过程的时间和资金。
2022-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Why does dissolving salt in water decrease its dielectric permittivity
本文利用基于密度泛函理论的深度神经网络研究盐水介电常数下降机制，发现其主要原因是离子水合壳层破坏水分子偶极关联，从而抑制溶剂水的集体响应。
2023-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.chem-ph
Simulation of Polyelectrolytes in Solution Using Dissipative Particle Dynamics in the Grand Canonical Ensemble: Interaction Strength and Salt Effects
我们已经研究了散装电解质，并与表面活性剂或多价盐与明确存在的抗衡离子和溶剂分子的介观耗散粒子动力学（DPD）的巨正则系综方法的解决方案。采用Ewald和方法计算了静电相互作用，并通过带电粒子间的径向分布函数分析了流体的结构。计算结果与文献报道的用不同方法计算静电力的结果以及用DPD方法计算正则系综的结果吻合得很好。我们还研究了盐依赖性构象的溶剂质量的函数，并分析了在溶液中的稀释的柔性聚电解质的静电相互作用强度的依赖性。对于上述复杂系统，静电相互作用和溶剂性质在理解不带电系统中不发生的现象中起着关键作用。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrostatic interactions in critical solvents
临界现象和静电之间的微妙的相互作用进行了研究，通过考虑有效的力作用在两个平行的墙壁上限制一个近临界二元液体混合物与添加盐。离子-溶剂耦合作用可以使非临界的静电力在接近临界点时变为吸引力。然而，有效力最终由临界卡西米尔效应主导，其普适性质不会因盐的存在而改变。这一观察结果可以对最近的实验数据进行一致的解释。
2011-04-29 cond-mat.soft
Chloride ions as integral parts of hydrogen bonded networks in aqueous salt solutions: the appearance of solvent separated anion pairs
在过去的50年里，与氯离子的氢键经常被讨论。尽管如此，这种二级分子间键合相互作用在氢键网络中的可能作用还没有被详细研究。在这里，我们认为计算机模型的浓缩氯化锂水溶液和计算通常的氢键网络特性，如集群的大小和环状实体的分布，无论是模型，考虑和不考虑氯离子。在氢键环的分析过程中，在高LiCl浓度下检测到大量的“溶剂分离阴离子对”。它表明，考虑到卤素阴离子的氢键网络的有机成分，使结构细节的解释显着更有意义的比只考虑水分子。最后，我们比较模拟的结构产生的“好”和“坏”的潜在集的基础上，在这里开发的工具，并表明，这种新的概念，确实，也有助于区分合理和无意义的结构模型。
2020-05-21 cond-mat.soft physics.chem-ph
Charged colloids in an aqueous mixture with a salt
我们计算了胶体颗粒周围的离子和成分分布在水溶液中的混合物，占优先吸附，静电相互作用，离子和极性分子之间的选择性溶剂化，和成分依赖的电离。在胶体表面，我们预测的沉淀过渡诱导的强烈偏好的亲水性离子的水和弱和强的吸附和电离之间的预润湿过渡。这些过渡线在相互作用参数χ（或温度）和平均溶剂组成的平面中远离溶剂共存曲线延伸。表面上的这些相变极大地改变了胶体相互作用。特别是，在沉淀线上方形成的润湿层桥接时，相互作用被放大得多。根据平均溶剂组成，这种润湿层可以完全或部分覆盖胶体表面。
2011-10-20 cond-mat.soft
Structure Formation due to Antagonistic Salts
拮抗盐由亲水性和疏水性离子组成。在混合溶剂（水-油）中，这种离子对优先被水或油吸引，从而引起电荷密度和组合物之间的耦合。首先，它们在水-油界面处形成大的双电层，降低表面张力并产生中间相。在这里，阳离子和阴离子通过库仑吸引力松散地结合在德拜屏蔽长度的尺度上。第二，在固体表面上，亲水（疏水）离子被困在富水（富油）吸附层，而其他物种的离子则从该层中排出。这就产生了一种在固体附近局部电荷分离的溶剂化机制。特别是，在溶剂临界附近，固体表面周围的扰动可以在空间中振荡。在中间相，我们计算周期性结构，这类似于那些在实验中。
2016-04-03 cond-mat.soft
Ion distribution around a charged rod in one and two component solvents: Preferential solvation and first order ionization phase transition
在单组分和双组分溶剂中，我们将电离度$α$作为依赖于其局部环境的退火变量，计算了带电棒周围的电荷分布。在单组分情况下，在不含盐和含盐的各种条件下测定$α$。在两个组件的情况下，我们考虑到优先溶剂化的抗衡离子和电离的单体和短距离之间的相互作用杆和溶剂无盐。然后它遵循依赖于成分的质量作用定律。介观的组成和反离子的变化产生周围的chraged棒，这敏感地依赖于各种参数的分子间相互作用。此外，我们预测了一个一级相变弱到强的解离强优先溶剂化。它可以在聚合物链的膨胀状态下发生。该转变线从溶剂共存曲线上的一个点开始，并在温度和溶剂组成平面中的临界点结束。在溶剂临界点附近，带电棒周围的组分变化是长程的。
2009-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electric double layer composed of an antagonistic salt in an aqueous mixture: Local charge separation and surface phase transition
我们研究了双电层含有拮抗盐在水溶液中的混合物，其中阳离子是小的和亲水的，但阴离子是大的和疏水的。在这种情况下，在电荷密度和溶剂组成之间产生强耦合。结果，阴离子被捕获在疏水壁上的富油吸附层中。然后我们改变壁面上的表面电荷密度$σ$。对于$σ>0$，阴离子保持累积，但对于$σ<0$，阳离子随着$|σ|$的增加而被吸引到壁。此外，当溶剂相互作用参数$χ(T)$超过由本体中的组成和离子密度确定的临界值$χ_c$时，电势降$Ψ(σ)$是非单调的。这导致具有不同$σ$和相同$Ψ$的两种双电层之间的一级相变。在平衡中，这样的两层区域可以共存。由于有限的离子尺寸的空间效应是至关重要的，在这些现象。
2017-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge regulation and local dielectric function in planar polyelectrolyte brushes
理解不均匀性对电荷调节和介电性质的影响，以及它如何依赖于大分子的构象特征是一个长期存在的问题。为了解决这个问题，我们已经开发了一个领域的理论来研究电荷调节和局部介电函数的平面刷。该理论被用来研究一个多酸刷，这是由链端接枝在固-液界面，在平衡与含有一价盐离子，溶剂分子和pH控制酸的本体溶液。特别是，我们专注于在确定的局部电荷和介电函数的影响，添加的盐和pH值的散装的浓度。我们的理论研究表明，离子对的偶极矩作为一个结果形成的抗衡吸附在链主链上发挥了关键作用，在影响局部介电函数。对于由具有低于溶剂分子的偶极矩的单体制成的聚电解质，预测刷区域内的介电衰减。然而，形成的离子对（由于吸附的抗衡离子来自所添加的盐的解离）极性比溶剂分子显示相对于其体积值增加的介电函数的大小。此外，在本体盐浓度的增加被示出，以增加刷区域内的局部电荷。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Free Energies by Thermodynamic Integration Relative to an Exact Solution, Used to Find the Handedness-Switching Salt Concentration for DNA
自由能差的集合对于寻找化学反应的平衡是有用的，而绝对自由能几乎没有物理意义。然而，在某些重要的情况下，通过减去它们的绝对自由能来找到两个宏观态之间的相对自由能是一个有价值的策略。我们目前的绝对自由能的生物分子的计算，使用众所周知的爱因斯坦分子的方法（用于治疗溶质）与最近的起源计算液体的自由能（治疗溶剂和抗衡离子）的概念相关的方法相结合。该方法是基于热力学积分从一个详细的原子模型，这是简化的，但解析可解的，从而给绝对自由能的易处理的模型加上一个校正项数值。给出了一个例子计算相对于盐浓度的B-和Z-异构体的全原子双链DNA在明确的溶剂和抗衡离子的自由能。以前所未有的精度发现共存盐浓度。
2012-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Volume Phase Transition of Polyelectrolyte Gels: Effects of Ionic Size
尽管人们对聚电解质凝胶的体积转变已经研究了几十年，但对可移动离子尺寸的影响的研究却很少。本文将Tanaka经典的离子凝胶理论推广到有限体积可动离子的情形。结果表明，在无盐条件下，随着反离子尺寸的增大，凝胶的不连续体积转变将变为连续体积转变。盐浓度的增加也会使凝胶在不良溶剂中塌陷。与较小的离子相比，较大的可动离子引发盐诱导的凝胶坍塌需要更强的溶剂。讨论了离子尺寸对相变临界点和相变相图的影响。理论结果表明，不同体积的盐可以调节凝胶的溶胀行为。
2013-09-10 cond-mat.soft
Charge Distribution on Annealed Polyelectrolytes
我们研究了在不同条件下，沿着单个退火的双链的平衡电荷分布。链的构象和局部电荷分布之间的耦合描述为各种溶剂的质量和盐浓度。在无盐溶液中，我们发现链的中心部分有轻微的电荷耗尽：电荷在末端积累。如果向溶液中加入盐，则该效应不太重要，因为电荷不均匀性在德拜长度量级的距离上靠近链端。在溶剂条件差的情况下，我们发现一个不同的充电的珠串的框架中的项链模型。这种不均匀性导致电荷不稳定性和球形小球和细长链之间的一阶转变。
1999-03-23 cond-mat.soft
Strongly Charged, Flexible Polyelectrolytes in Poor Solvents -- Molecular Dynamics Simulations
我们提出了一套分子动力学（MD）模拟强电荷，灵活的双链在贫溶剂条件下的无盐溶液。的链和解决方案的结构特性的报告。通过改变聚合物密度和静电相互作用强度，我们研究了从占主导地位的静电相互作用到强屏蔽制度的交叉，其中疏水相互作用占主导地位。在交叉期间，观察到大量结构。在高分子密度的极限（相当于强屏蔽静电相互作用），我们发现链的高度塌陷，但没有观察到凝聚或相分离。研究表明，自由电荷密度是决定系统行为的相关参数之一，因此可以作为解释实验结果的参数。
1998-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Confinement free energy of flexible polyelectrolytes in spherical cavities
在显式溶剂模型下，利用自洽场论（SCFT）方法分析了中性球腔中弱电荷柔性链的运动。假设系统具有径向对称性，发现链的约束导致电荷密度波的产生，并在腔中心和表面之间产生电势差。我们发现溶剂熵在受限体系的自由能中起着重要的作用。对于一个给定的半径的球形腔和固定的电荷密度沿骨干的链，溶剂和小离子熵占主导地位的所有其他贡献时，链长很小。然而，随着链长的增加，链构象熵和聚合物-溶剂相互作用能也变得重要。我们的计算表明，由于静电相互作用的能量在自由能中起着次要的作用。此外，我们表明，球形约束下的总自由能是不广泛的单体的数量。一价盐的渗透压和平均活度系数的结果。我们表明，在一个回路水平的波动降低的自由能和修正的渗透压和平均活度系数的盐进行了讨论。有限的尺寸校正，以扩大波动分析的有效性范围。
2008-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Study of Charged Dendrimers in Salt-Free Solution: Effect of Counterions
聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状聚合物，在生理条件下质子化，代表了一类有前途的非病毒，纳米级载体的药物和基因传递。我们进行了广泛的分子动力学模拟的通用模型树枝状聚合物在无盐溶液与树枝状聚合物的终端珠带正电。溶剂分子以及抗衡离子被明确地包括作为相互作用珠。我们发现，带电的树枝状大分子的大小取决于非单调的静电相互作用的强度，表现出最大值时，Bjerrum长度等于直径的珠。荷电树枝状大分子的许多其他结构和动力学特性也被发现遵循这一模式。我们解决了这样的行为之间的相互作用的排斥相互作用的带电终端珠和他们的吸引力与带相反电荷的抗衡离子的相互作用。前者有利于膨胀在小Bjerrum长度和后者促进对流冷凝。因此，抗衡离子可以对带电树枝状聚合物的结构和动力学产生显著影响，并且在某些条件下，不能被隐式地处理。
2005-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Flexible Polyelectrolytes with Monovalent Salt
本文提出了一个模型来描述在良溶剂中和在一价盐存在下的柔性聚电解质。由$N$单体组成的分子的特征在于末端到末端的距离$R_e=b (Z-1)^γ$和缔合的抗衡离子$n$的数目。在高温下，该聚合物表现为中性聚合物（$γ=0.588$）。降低温度，大分子从这种伸展构型（$γ=0.588$）变为伸展形式（$γ\approx 1$）。在更低的温度下，在曼宁凝结阈值以上，超导体崩溃（$γ\approx 0.3$）。我们的研究结果显示出良好的协议与模拟。
2004-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Choline chloride as a nano-crowder protects HP-36 from urea-induced denaturation: Insights from Solvent Dynamics and Protein-Solvent interaction
足够高浓度的尿素使蛋白质的二级结构展开，导致变性。相比之下，氯化胆碱（ChCl）和尿素以1：2的摩尔比形成深共熔混合物，在室温下为液体，并保护蛋白质免于变性。为了得到这一现象的微观图像，我们对模型蛋白HP-36进行了广泛的全原子分子动力学模拟。基于我们计算的Kirkwood-Buff积分，我们分析了这些渗透剂在蛋白质周围的相对积累。从溶剂分子的平移和旋转动力学的分析，也从氢键自关联函数的其他见解。在尿素的存在下，水表现出缓慢的亚扩散动力学周围的蛋白质骨架作为一个结果，更强的相互作用的水分子与骨架原子。尿素也表现出亚扩散运动。胆碱的添加进一步减慢尿素的动力学，限制其包含在蛋白质骨架周围。此外，胆碱分子在第一溶剂化壳的蛋白质显示出最强的亚扩散行为。换句话说，ChCl通过将尿素从蛋白质骨架中排除，从而减缓蛋白质周围水层的动力学，表现为纳米拥挤剂。这防止了蛋白质变性，并使其结构刚性，这反过来又得到了系统中存在ChCl时HP-36的较小回转半径和均方根偏差值的支持。
2019-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Donnan equilibrium in charged slit-pores from a hybrid nonequilibrium Molecular Dynamics / Monte Carlo method with ions and solvent exchange
Korea Institute of Energy Technology (KENTECH)（韩国能源技术研究院）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Physico-chimie des Électrolytes et Nanosystemès Interfaciaux, PHENIX（界面电解质与纳米系统物理化学实验室）；Réseau sur le Stockage Electrochimique de l’Energie (RS2E), FR CNRS 3459（电化学储能网络）
本文通过混合非平衡分子动力学/蒙特卡罗方法研究带电狭缝孔中的Donnan平衡，展示了重新规范化的表面电荷密度如何扩展线性化PB理论的适用范围。
2024-07-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
Onion structures induced by hydrophilic and hydrophobic ions in a binary mixture
在含有85 mM盐的D $_2$ O和3-甲基吡啶（3 MP）的非临界混合物中，观察到单相无序相和具有多层（洋葱）结构的有序相之间的相变。该盐由亲水性阳离子和疏水性阴离子组成，它们与诱导中间相的溶剂组成波动不对称地相互作用。从小角中子散射得到的组成分布的结构因子在无序相中的中间波数处有一个峰，在有序相中有多个峰。形成洋葱的层片层由溶剂化诱导的被D $_2$ O溶胀的带电膜组成。洋葱状相仅在小体积分数的3 MP（在富含D $_2$ O的溶剂中）下实现。
2009-03-16 cond-mat.soft
Effects of ion concentration and solvent composition on the properties of water-methanol solutions of NaCl. NPT molecular dynamics computer simulation results
采用等温等压分子动力学模拟研究了NaCl盐溶于水-甲醇混合物的模型溶液的微观结构和其他性质。SPC/E水模型和甲醇的联合原子模型与Dang [J. Amer. Chem. Soc.，1995，117，6954]来描述整个系统。我们的主要重点是研究两个变量，即溶剂组成和离子浓度对溶液的密度，对结构性质，物种的自扩散系数和介电常数的影响。此外，我们进行了详细的分析的第一配位数的物种。溶剂分子之间的氢键的平均数的行为的趋势进行了评价。
2018-06-26 cond-mat.soft
Universal solvent quality crossover of the zero shear rate viscosity of semidilute DNA solutions
通过系统的实验，研究了半稀释非纠缠DNA溶液在温度和浓度双重驱动下的零剪切速率粘度的标度行为。示出的粘度具有幂律依赖于缩放浓度$c/c^*$，与有效指数，取决于溶剂质量参数$z$。确定这种通用交叉标度函数的形式需要估计在过量盐存在下稀释DNA溶液的$θ$温度，并确定在任何给定分子量和温度下的溶剂质量参数。使用静态光散射测定$θ$温度为$T_θ\approx 15^\circ$ C，并通过动态光散射测定溶剂质量参数。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Wetting in electrolyte solutions
采用经典的密度泛函理论研究了电解质溶液对荷电基底的润湿。在本模型中，纯，即，无盐溶剂（其所有相互作用仅为最近邻类型）对于润湿转变温度不为零的所有强度的基材-颗粒和颗粒-颗粒相互作用表现出二级润湿转变。研究了基底电荷密度和离子强度对润湿转变温度和润湿转变顺序的影响。如果基质是中性的，向溶剂中加入盐既不改变体系润湿转变的顺序，也不改变体系润湿转变的转变温度。如果表面电荷是非零的，在加入盐后，这种连续的润湿过渡变化到一阶在这里研究的基板表面电荷密度和离子强度的宽范围内。随着衬底表面电荷密度的增加，在固定的离子强度下，润湿转变温度降低，与一级润湿转变相关的预湿线变长。通过降低离子强度，在增加表面电荷密度时润湿转变温度的这种降低变得更加显著。
2013-03-08 cond-mat.soft
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现，大的膜孔可以可逆地门控从“关”（共溶剂丰富，离子和其他溶质的不良导体）到“开”（水丰富，良好的导体）状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
Solvent-induced ion clusters generate long-ranged double-layer forces at high ionic strengths
本研究针对高盐浓度下电解质静电相互作用的反常欠屏蔽现象，通过拓展受限原始模型并结合巨正则模拟，揭示了溶剂诱导离子团簇及团簇间相互作用对长程双层力的关键影响。
2025-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning the collapse transition of weakly charged polymers by ion-specific screening and adsorption
实验观察到的弱电荷聚合物的溶胀和塌陷响应，以添加特定的盐显示相当复杂的行为，是不容易归类。在这里，我们使用一个最小的隐式溶剂/显式盐模拟模型，重点是离子和一个单一的弱电荷的离子之间的相互作用，定性地解释所观察到的效果。特别是，我们证明了离子特异性筛选和桥接效应在低盐浓度下导致崩溃，而相同的强离子特异性直接相互作用在高浓度下驱动再入溶胀。与实验一致，观察到一个明显的盐浓度，在该浓度下，阴离子的盐析能力从逆Hofmeister级数反转为正Hofmeister级数。在这个所谓的“等层点”，离子特定效应消失。此外，通过附加的简化假设，建立了一个与模拟结果定量吻合的坍缩跃迁的离子特异性平均场模型。我们的工作证明了带电聚合物的结构行为对特定盐的加入的敏感性，这将有助于进一步指导实验。
2018-08-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
Optimization-based design and analysis of tailor-made ionic liquids
溶剂占所有工业排放的三分之二。传统的有机溶剂很容易进入大气，因为它们具有高蒸气压，并且与气候变化，城市空气质量和人类疾病等一系列负面环境影响有关。另一方面，室温离子液体（RTIL）具有低蒸气压并且不易燃或易爆，从而导致更少的环境负担和健康危害。然而，人们对它们的生命周期环境影响以及淡水生态毒性影响知之甚少。RTIL是熔融盐，在相对较低的温度下以液体形式存在，具有独特的性质。离子液体由大的有机阳离子和电荷离域的较小尺寸和不对称形状的无机或有机阴离子组成。有机阳离子可以通过改性连接到基础阳离子骨架侧链的烷基而经历无限的结构变化，并且从化学合成的角度来看，由于其组分的容易制备性质，这些结构变化中的大多数是可行的。在功能上，离子液体可以通过切换阴离子/阳离子或通过将官能团引入阳离子/阴离子来调节以赋予特定的期望性质。据估计，理论上可以形成超过万亿的离子液体结构。由于它们的可调性质，这些熔融盐具有用作各种应用的溶剂的潜力。
2016-12-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dielectric Constant of Ionic Solutions: Combined Effects of Correlations and Excluded Volume
已知离子溶液的介电常数随着离子浓度的增加而降低。然而，这种效应的起源还没有被彻底探索。在本文中，我们研究了两个可能的来源：长程库仑相关和溶剂排除体积。相关性起源于波动的静电势超出平均场泊松-玻尔兹曼理论，评价采用场理论循环扩展的自由能。另一方面，溶剂排除体积源于通过晶格气体模型占的有限离子尺寸。我们表明，这两个相关性和排除的体积是必需的，以捕捉的介电行为的重要特征。对于高极性溶剂，例如水，介电常数由溶剂体积分数和每体积分数的浓度依赖性磁化率的乘积给出。由于离子的体积分数增加，可用溶剂体积作为离子强度的函数而减小。由于离子和溶剂之间的相关性，磁化率也会发生类似的降低，从而进一步降低介电响应。我们的预测的介电常数拟合很好的实验范围广泛的浓度，不同的盐在不同的温度下，使用一个单一的拟合参数相关的离子大小。
2022-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Transitions in Soft Matter Induced by Selective Solvation
本文综述了近年来我们对含有少量溶质的极性二元混合物相分离中的选择性溶剂化效应的研究。这样的亲水性或疏水性颗粒优先被吸引到溶剂组分之一。我们讨论了由亲水性和疏水性离子组成的拮抗盐的作用，这些拮抗盐在水-油界面处进行微相分离，从而形成中间相。然后，我们讨论了相分离诱导的强选择性溶剂的临界溶质密度NP以上，发生远离溶剂共存曲线。我们也给出了离子表面活性剂体系和弱离子化聚电解质的理论，包括带电粒子和极性分子之间的溶剂化作用。我们指出，吉布斯公式的表面张力需要包括静电的贡献，在存在的双电层。
2011-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium properties of charged microgels: a Poisson-Boltzmann-Flory approach
用Poisson-Boltzmann和Flory理论研究了离子微凝胶的平衡性质。溶胀行为，密度分布，和有效电荷都计算在一个自洽的方式。特别注意盐度对这些量的影响。结果表明，盐的加入量对平衡微凝胶的尺寸有很大的影响。增加盐浓度导致微凝胶体积的显著减小，因此将其内部物质-溶剂分子和解离离子-释放到溶液中。最后，离子微凝胶的细胞模型的背景下的电荷重整化的问题进行了简要说明。
2014-10-23 cond-mat.soft
A possible role of salt-induced intermediates in the liquid-liquid phase transitions of globular protein dispersions
本文提出了天然（N ~*，N）球状蛋白质在热变性（D ~*）和冷变性（D ~*）之间的水-盐分散体系中液-液（L-L）型相变的一个可能模型。蛋白质中间体（I，I*）是由D N和D* N* 转变过程中的离子非平衡（脱）吸附引起<-><->的，它们参与了L-L微相变，在N和N* 蛋白质的主相中形成团簇和原纤维。因此，与N-蛋白质相比，它们补偿了由蛋白质结构中吸附的盐离子的不平衡分布引起的过量化学势（ChPot）。提出了一个温度模型的行为的ChPots（Δ mui）的各种状态的蛋白质：低温i = D，N，I和高温i = D*，N*，I*，以及它们之间的过渡。在此基础上，提出了溶剂ChPot Δ μ 1的温度依赖性。建立了Δ μ 1极值与L-L转变临界点温度（上、下临界溶解温度）之间的关系。根据相图讨论了蛋白质水盐分散体系在不同温度下渗透压非理想行为的原因。
2022-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Electrophoresis of a charge inverted macroion complex: Molecular dynamics study
我们用分子动力学模拟研究了外加电场对多价Z：1盐溶液中大离子的影响。为了获得合理的流体力学的介质，我们明确地使许多中性粒子与离子的模拟。在弱电场中，大离子与强吸附的多价反离子一起沿着电场在证明电荷符号反转的方向上漂移。大离子的反向迁移率对外场不敏感，随盐离子强度的增加而增加。反向迁移率在中间反价时达到最大值。大离子络合物的运动不会引起中性溶剂远离大离子的任何流动，这揭示了电解质溶液中短距离处的流体动力学相互作用的筛选。一个非常大的电场，相当于大离子未屏蔽场，通过剥离大离子上吸附的抗衡离子来破坏电荷反转。
2002-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Study of Interfacial Tension between an Organic Solvent and Aqueous Electrolyte Solutions Using Electrostatic Dissipative Particle Dynamics Simulations
采用静电耗散粒子动力学（DPD）模拟方法研究了有机溶剂与电解质水溶液界面性质的改变。本文考虑了Flory-Huggins \c{hi}参数与电解质浓度和种类的关系，利用活度系数计算了电解质组分的DPD排斥参数aij的参数化。进而，使用实验数据获得电解质的活度系数作为其浓度的函数，以估计\c{hi}参数，然后估计aij系数。我们通过研究正十二烷和水的混合物中的界面张力来验证这种参数化，改变不同无机盐（NaCl，KBr，Na 2SO 4和UO 2Cl 2）的浓度。还分析了正十二烷/水混合物中HCl的情况，并给出了结果。我们的模拟再现的实验数据与以前的工作很好的协议，表明使用的活动系数，以获得的排斥DPD参数aij作为浓度的函数是一个很好的替代这些类型的系统。
2012-11-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of Temperature and Added Salt on a Model Polyzwitterion Polymer in Dilute Solution
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Wesleyan University（卫斯理安大学）
通过分子动力学模拟研究模型聚两性电解质链，发现无盐时呈自缔合构象，加盐后链膨胀（抗聚电解质效应），构象更似随机支化聚合物，且温度依赖性增强。
2026-10-06 cond-mat.soft
Donnan equilibrium and the osmotic pressure of charged colloidal lattices
我们考虑一个系统组成的单分散的电荷稳定的胶体悬浮液中存在的单价盐，从纯电解质分离的半透膜，它允许交叉的溶剂，抗衡离子，和盐颗粒，但防止通过的聚离子。胶体悬浮液，这是在一个结晶相，被认为是使用一个球形Wigner-Seitz细胞。当达到道南平衡后，膜两侧将存在压力差。利用泛函密度理论，得到了渗透压与外加盐浓度、胶体体积分数、胶体粒子大小和电荷的关系式。的结果进行了比较与实验测量有序的聚苯乙烯晶格的两种不同的颗粒尺寸在一个范围内的离子强度和胶体体积分数。
1998-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective charge, collapse and the critical point of a polyelectrolyte chain
在生物学、生物技术和材料科学中，电荷（PE）控制着无数的现象，但仍然难以理解。考虑到平衡离子在一个孤立的PE链上的吸附，有效电荷的解析表达式-有效的所有链的灵活性，可变盐，在良好的溶剂在所有条件下，在差的溶剂中的扩展（线圈）状态远离临界点，并为凝胶，刷子和其他PE系统在其扩展状态-推导。相边界和第一级崩溃转变的临界点，诱导合作的counterpartial吸附和链构象，计算自洽。PE链的大小被发现是一个单值函数的电荷。
2009-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Swelling of ionic microgel particles in the presence of excluded-volume interactions: a density functional approach
在这项工作中，一个新的密度泛函理论框架被开发来预测盐浓度依赖的带电微凝胶的溶胀状态和内部和外部的微凝胶的单价离子的局部浓度。为了这个目的，弹性，溶剂诱导和静电贡献的微凝胶自由能被认为是与离子的自由能。除了静电相互作用，该模型明确考虑了微凝胶离子排除体积（空间）排斥和离子相关性，以这样一种方式，该形式主义是一致的超网链封闭近似（HNC）。我们探讨的作用，溶剂质量，链弹性，盐浓度和微凝胶裸电荷上的溶胀状态，有效电荷和离子密度分布发挥。我们的研究结果表明，微凝胶离子的空间排阻促进了粒径的增加高达10%。当微凝胶接近收缩构型时，空间位阻效应对电荷分布的影响变得更加重要，微凝胶界面处的电荷积累峰和微凝胶内核的电荷减少导致微凝胶有效电荷的显著增加。我们进一步发现，在粒子内部深处实现了电荷电中性，并建立了通过空间排阻校正的唐南势。
2017-06-18 cond-mat.soft
Phase Behaviors of Ionic Liquids Attributed to the Dual Ionic and Organic Nature
离子液体（IL），也称为室温熔盐，由熔点通常低于100摄氏度的纯离子组成。由于其低挥发性和大量的物种，离子液体可以作为“绿色溶剂”和“设计师溶剂”，以满足各种应用的要求，通过微调其分子结构。对离子液体相行为的深入了解，对离子液体的广泛应用具有重要意义。本文综述了离子液体相行为的计算、理论和实验研究成果，阐述了离子液体的离子和有机双重性质与其结晶相、纳米偏析液相、离子液晶相以及与有机小分子混合物相行为的内在联系。
2022-10-26 cond-mat.soft
The viscosity radius in dilute polymer solutions: Universal behaviour from DNA rheology and Brownian dynamics simulations
膨胀的粘度半径，$α_η$，和通用粘度比，$U_{ηR}$，已被确定为线性DNA分子在稀溶液中过量盐的实验，和数值布朗动力学模拟，作为溶剂质量的函数。在后一种情况下，渐近参数自由预测已获得外推模拟数据有限链的长链限制。实验和模拟表明，$α_η$和$U_{ηR}$从$θ$到良溶剂的通用交叉与合成聚合物-溶剂系统的早期观察一致。动态粘度半径的溶胀从所观察到的静态回转半径的溶胀之间的显着差异，示出产生的流体动力学相互作用的存在下，在非排水限制。$α_η$和$U_{ηR}$的模拟值与先前报道的合成聚合物溶液中的实验测量值以及本文报道的线性DNA溶液中的测量值非常一致。
2014-10-14 cond-mat.soft
